如图所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容为C,极板间距离为d,上极板正中有一小孔.质量为m,电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落,穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计,极板间电场可视为匀强电场,重力加速度为g).求:
(1)小球到达小孔处的速度;
(2)两极板间的电势差的大小;
(3)电容器所带电荷量.
如图14甲所示,光滑的平行水平金属导轨、
相距
,
在点和
点间连接一个阻值为
的电阻,在两导轨间
矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为
的匀强磁场,磁感应强度为
。一质量为
、电阻为
、长度也刚好为
的导体棒
垂直搁在导轨上,与磁场左边界相距
。现用一个水平向右的力
拉棒
,使它由静止开始运动,棒
离开磁场前已做匀速直线运动,棒
与导轨始终保持良好接触,导轨电阻不计,
随
与初始位置的距离
变化的情况如图14乙,
已知。求:
(1)棒离开磁场右边界时的速度;
(2)棒通过磁场区域的过程中整个回路所消耗的电能;
(3)满足什么条件时,棒
进入磁场后一直做匀速运动。
如图13所示,有一磁感强度的水平匀强磁场,垂直放置一很长的金属框架,框架上有一导体
与框架边垂直且始终保持良好接触,由静止开始下滑。已知框架的宽度为
,质量为
,电阻为
,框架电阻不计,取
,求:
(1) 中电流的方向如何?
(2)导体下落的最大速度;
(3)导体在最大速度时的电功率。
(10分)如图12所示,在轴上方有匀强磁场
,一个质量为
,带电量为
的的粒子,以速度
从
点以
角射入磁场,粒子重力不计,求:
(1)粒子在磁场中的运动时间.
(2)粒子离开磁场的位置.
如图所示,竖直放置的正对平行金属板长L,板间距离也为L,两板间有场强为E的匀强电场(电场仅限于两板之间),右极板的下端刚好处在一有界匀强磁场的边界(虚线所示)上,该边界与水平成45°夹角,边界线以右有垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m、电量为e的电子在左侧金属板的中点从静止开始,在电场力作用下加速向右运动,穿过右极板中心小孔后,进入匀强磁场。求:
(1)从电子开始运动到进入匀强磁场所需的时间;
(2)匀强磁场的磁感应强度B应满足什么条件,才能保证电子从磁场出来后,还能穿越平行金属板间的电场区域。
如图所示,一小球从A点以某一水平向右的初速度出发,沿水平直线轨道运动到B点后,进入半径的光滑竖直圆形轨道,圆形轨道间不相互重叠,即小球离开圆形轨道后可继续向C点运动,C点右侧有一壕沟,C、D两点的竖直高度
,水平距离
,水平轨道AB长为
.小球与水平轨道间的动摩擦因数
,重力加速度
.则:
(1)若小球恰能通过圆形轨道的最高点,求小球在A点的初速度?
(2)若小球既能通过圆形轨道的最高点,又不掉进壕沟,求小球在A点的初速度的范围是多少?